科技日報訊 (記者郝曉明)記者從中國科學院金屬研究所獲悉，該所材料疲勞與斷裂實驗室劉增乾研究員和張哲峰研究員與美國加州大學伯克利分校、吉林大學相關人員開展合作，采取組成復合化和組織結構仿生化設計，將臨床應用的氧化鋯陶瓷與生物相容性樹脂相結合，通過模仿天然貝殼珍珠層的微觀組織結構，設計研發了一種硬度、強度和模量均與人體正常牙齒完全匹配的新型氧化鋯—樹脂仿生復合義齒材料，有望替代目前應用較為廣泛的氧化鋯全瓷義齒。

　　新型義齒材料微觀上具有與天然貝殼類似的組織結構，氧化鋯以片層形式平行排列或以“磚墻”形式緊密堆疊，其間的空隙以樹脂填充。新型義齒材料保留了氧化鋯陶瓷優異的生物相容性、耐腐蝕性和美學效果，并且具有一定的塑性變形能力和獨特的動態耗能特性，即義齒在受力時能夠通過黏彈性變形消耗外力施加的能量，從而起到保護牙床和對磨牙齒的作用。

　　傳統氧化鋯陶瓷義齒的硬度、模量遠高于人牙，當人們安上這類假牙后，會顯著加速對頜以及兩側接觸的正常牙齒的磨損。在新型義齒材料與牙齒對磨的實驗中，該材料具有比氧化鋯陶瓷更低的摩擦系數，能夠顯著減輕義齒對人體正常牙齒的磨損。特別是新型義齒材料的斷裂韌性高于目前報道的所有義齒材料，其仿生結構通過促進裂紋偏轉、阻止裂紋張開等機制對裂紋擴展起到有效的阻礙作用。

　　此外，新型義齒材料較氧化鋯全瓷牙也更容易進行機械加工，特別是利用計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)的方法即可在醫院為患者現場制作，改變了現有氧化鋯全瓷義齒只能以“私人定制”的方式進行加工生產，從而實現了批量供貨，顯著降低了義齒的制備加工成本并縮短了患者的等待時間。

　　劉增乾指出，新型仿生復合義齒材料有望替代目前應用廣泛的氧化鋯全瓷義齒，能顯著提升義齒的使用效果并延長其使用壽命，具有可觀的應用前景和市場潛力。

　　目前，研究團隊正在就新型義齒材料在模擬循環咬合條件下的疲勞性能、著色以及生物相容性等方面開展進一步研究，并與醫院合作開展臨床應用方面的探索。